(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面と像面の間に配置した投影対物レンズによって物体面上に配置されたパターンを像面上に結像するときの光近接効果の補正（光近接補正ＯＰＣ）を行う方法であって、
結像に使用される光の光学フィルタリングであって、物体面と像面の間に挿入された少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、そのパターンに適応させるとともに結像系のひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングに対応するＯＰＣフィルタ関数に従って実行される光学フィルタリングのステップを含み、
ＯＰＣフィルタ関数は、マスクのパターンの異なる線密度の部分パターンによって引き起こされる異なる次数の回折の、ひとみ面での位置に対して、前記異なる次数の回折に属するひとみ透過率の値が、１回の露光中において、前記異なる線密度の部分パターンが前記異なる線密度に適応した異なる線量で結像され、前記異なる線密度に対応する像面上の線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなるように設定されるように選択される、光近接効果補正方法。
【請求項２】
前記透過率がひとみ空間座標の関数として変化するＯＰＣフィルタリングは、ひとみ面の領域内で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１回の露光中、第１線密度を有する第１部分パターンが、第１線量で結像される一方、同時に、第１線密度から外れた第２線密度を有する第２部分パターンが、第１線量と異なる第２線量で結像される、請求項１又は２の一方に記載の方法。
【請求項４】
前記第２部分パターンは、前記第１部分パターンのすぐ横に側方にずれて位置する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
マスクの周期的な部分パターンの異なった格子定数Ｐに対して、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、パターン内に生じるすべての格子定数について、規定可能な限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致し、それにより、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５の条件が満たされるように、ＯＰＣフィルタ関数が設定される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ひとみ面の領域内のＯＰＣフィルタリングは、非回転対称形透過関数に従って実行される、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記透過関数は、投影対物レンズの光軸に関して２方向放射形対称性を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ひとみ面の領域内のＯＰＣフィルタリングは、フィルタ有効領域内で複数の少なくとも３つの異なる透過率値で実行される、請求項２〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記透過率は、透過フィルタの少なくとも１つの部分領域内で連続的に変化する、請求項２〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
透過フィルタは、ひとみ面の領域内に使用され、透過フィルタは、投影対物レンズの光軸に対して垂直に延びる第１方向において線が互いに平行であるパターンに適応させられ、透過フィルタは、光軸上に配置されるべき中央領域で最大である透過率を有し、透過フィルタの透過率は、透過フィルタの、マスクの第１方向に平行に並べられるべき第１方向においてひとみ座標全体にわたってほぼ一定であり、透過フィルタの断面全体にわたって変化する透過率が、結像すべき線に対して垂直に並べられるべき第２方向に存在する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
第２方向において、前記透過フィルタの透過率は、フィルタの中央領域から縁部まで連続的に減少する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
物体面上に配置されたパターンを像面上に結像するための投影対物レンズであって、多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面が、物体面と像面の間に配置されており、投影対物レンズは、パターンに適応させるとともに結像系のひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングに対応するＯＰＣフィルタ関数に従って、結像に使用される光を光学フィルタリングするための少なくとも１つのＯＰＣフィルタを割り当てられて、パターンを像面上に結像する間の光近接効果を補正するように構成されており、ＯＰＣフィルタ関数は、マスクのパターンの異なる線密度の部分パターンによって引き起こされる異なる次数の回折の、ひとみ面での位置に対して、前記異なる次数の回折に属するひとみ透過率の値が、１回の露光中において、前記異なる線密度の部分パターンが前記異なる線密度に適応した異なる線量で結像され、前記異なる線密度に対応する像面上の線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなるように設定されるように選択される、投影対物レンズ。
【請求項１３】
前記透過率が、ひとみ空間座標の関数として変化するＯＰＣフィルタが、ひとみ面の領域内に配置される、請求項１２に記載の投影対物レンズ。
【請求項１４】
ＯＰＣフィルタは、非回転対称形透過関数を有する、請求項１３に記載の投影対物レンズ。
【請求項１５】
前記透過関数は、投影対物レンズの光軸に関して２方向放射形対称性を有する、請求項１４に記載の投影対物レンズ。
【請求項１６】
ＯＰＣフィルタは、フィルタ有効領域内に複数の少なくとも３つの異なる透過率値を有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１７】
前記透過率は、透過フィルタの少なくとも１つの部分領域内で連続的に変化する、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１８】
マスクの周期的な部分パターンの異なった格子定数Ｐに対して、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、パターン内に生じるすべての格子定数について、規定可能な限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致し、それにより、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５の条件が満たされるように、ＯＰＣフィルタ関数が選択される、請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の投影対物レンズ。
【請求項１９】
フィルタ関数に従って光学フィルタリングを実行するための光学フィルタを作製する方法であって、
第１線密度の第１部分パターンと、第１線密度と異なる第２線密度を有する少なくとも１つの第２部分パターンとを有するパターンを定めるステップと、
多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面と像面の間に配置した投影対物レンズによる、物体面上に配置されたパターンの像面上への結像を計算するステップと、
結像に使用される光を光学フィルタリングするためのフィルタ関数であって、投影対物レンズのひとみ面の領域内の空間依存型透過フィルタリングに対応するフィルタ関数を定めるステップと、
パターンの回折次数の干渉によって発生する、前記第１線密度の第１部分パターンと前記第２線密度を有する第２部分パターンにそれぞれ対応する、投影対物レンズの像面での線幅の変化を決定するステップと、
フィルタ関数の段階的変化及び線幅の変化の反復決定によってフィルタ関数を最適化することであって、それにより、発生した線幅の変化が規定の限界値より低くなる最適化フィルタ関数（ＯＰＣフィルタ関数）を決定できるようにする、フィルタ関数を最適化するステップと、
最適化されたフィルタ関数に従って光学フィルタを作製するステップと、
を含む方法。
【請求項２０】
マスクの周期的な部分パターンの異なった格子定数Ｐに対して、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、パターン内に生じるすべての格子定数について、規定可能な限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致し、それにより、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５の条件が満たされるように、ＯＰＣフィルタ関数が定められる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
物体面上に配置されたパターンを像面上に結像するための投影対物レンズであって、多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面が物体面と像面の間に配置されている投影対物レンズ内に設置するための光学フィルタであって、
フィルタは、パターンに適応させるとともに結像系のひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングに対応するＯＰＣフィルタ関数に従って、結像に使用される光を光学フィルタリングするためのＯＰＣフィルタとして構成され、また、マスクのパターンの異なる線密度の部分パターンによって引き起こされる異なる次数の回折の、ひとみ面での位置に対して、前記異なる次数の回折に属するひとみ透過率の値が、１回の露光中において、前記異なる線密度の部分パターンが前記異なる線密度に適応した異なる線量で結像され、前記異なる線密度に対応する像面上の線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなるように設定されるようにＯＰＣフィルタ関数を構成することにより、パターンを像面上に結像する間の光近接効果を補正することができるようになっている、光学フィルタ。
【請求項２２】
ひとみ面の領域内に設置するための透過フィルタとして構成され、且つひとみ空間座標の関数として変化する透過率を有する、請求項２１に記載の光学フィルタ。
【請求項２３】
ＯＰＣフィルタは、非回転対称形透過関数を有する、請求項２２に記載の光学フィルタ。
【請求項２４】
前記透過関数は、光軸に関して２方向放射形対称性を有する、請求項２３に記載の光学フィルタ。
【請求項２５】
ＯＰＣフィルタは、フィルタ有効領域内に複数の少なくとも３つの異なる透過率値を有する、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２６】
前記透過率は、透過フィルタの少なくとも１つの部分領域内で連続的に変化する、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２７】
透過フィルタは、投影系の光軸に対して垂直に延びる第１方向において線が互いに平行に並んだパターンに適応させられ、
透過フィルタは、光軸上に配置されるべき中央領域で最大である透過率を有し、また、透過フィルタの透過率は、透過フィルタの、マスクの第１方向に平行に並べられるべき第１方向においてひとみ座標全体にわたってほぼ一定であり、透過フィルタの断面全体にわたって変化する透過率が、結像すべき線に対して垂直に並べられるべき第２方向に存在する、請求項２２〜２６のいずれか１項に記載の光学フィルタ。
【請求項２８】
第２方向において、前記透過フィルタの透過率は、フィルタの中央領域から縁部まで連続的に減少する、請求項２７に記載の光学フィルタ。
【請求項２９】
特定パターン用の第１投影対物レンズの結像特性を、その特定パターン用の光学結像特性に関して第１投影対物レンズと異なる第２投影対物レンズの結像特性に適応させる方法であって、
その特定パターンに適応させたフィルタ関数を有する少なくとも１つのＯＰＣフィルタを使用することを含み、
前記フィルタ関数は、マスクのパターンの異なる線密度の部分パターンによって引き起こされる異なる次数の回折の、ひとみ面での位置に対して、前記異なる次数の回折に属するひとみ透過率の値が、１回の露光中において、前記異なる線密度の部分パターンが前記異なる線密度に適応した異なる線量で結像され、前記異なる線密度に対応する像面上の線幅の変化が大幅に弱くなるように設定されるように選択され、前記第１投影対物レンズ及び前記第２投影対物レンズが実質的に同一の結像特性を有するようにする、方法。
【請求項３０】
少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、パターンに応じて、実質的に同一のひとみ透過率が、第１及び第２投影対物レンズ用に調整される、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面と像面の間に配置した投影対物レンズにより、物体面上に配置されたパターンを像面上に結像する方法であって、
投影対物レンズの光学素子は、そのパターンの結像に適応しておらず、また
物体面と像面の間に挿入された少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、そのパターンに適応させたＯＰＣフィルタ関数に従って、結像に使用される光を光学フィルタリングすることによって、投影対物レンズを調整し、それにより、ＯＰＣフィルタを有する投影対物レンズでそのパターンが像面上に結像されるようにし、
前記ＯＰＣフィルタ関数は、マスクのパターンの異なる線密度の部分パターンによって引き起こされる異なる次数の回折の、ひとみ面での位置に対して、前記異なる次数の回折に属するひとみ透過率の値が、１回の露光中において、前記異なる線密度の部分パターンが前記異なる線密度に適応した異なる線量で結像され、前記異なる線密度に対応する像面上の線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなるように設定されるように選択される、方法。
【請求項３２】
空間的に変化する透過率での透過フィルタリングが、ＯＰＣフィルタによってひとみ面の領域内で実行される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
ＯＰＣフィルタは、非回転対称形透過関数を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
透過フィルタの透過関数は、投影対物レンズの光軸に関して２方向放射形対称性を有する、請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影対物レンズの物体面上に配置されたパターンを投影対物レンズの像面上に結像するときの光近接効果の補正（光近接補正、ＯＰＣ）を行う方法に関する。本発明はさらに、光学フィルタ、光学フィルタを作製する方法、及び少なくとも１つの光学フィルタを割り当てられた投影対物レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体部品及び他の微細構造デバイスを作製するために、マイクロリソグラフィ用の投影対物レンズが、投影露光装置内に使用される。これらの光学結像系は、投影対物レンズの物体面上に配置されて、一般的にマスク又はレチクルと呼ばれるフォトマスク又は線引き板のパターンを、投影対物レンズの像面上に配置されて感光層を塗布した物の上に、非常に高い解像度で縮小して結像するように機能する。半導体部品を作製するとき、パターンは一般的に、作製すべき半導体部品の特定層の線又は他の構造単位によって形成される。半導体部品用に生成すべき構造は、極めて小さい金属トラック及びシリコントラックとともに、他の構造要素を含み、それらの限界寸法（ＣＤ）を、結像に使用される紫外線の波長より大幅に小さくすることができる、たとえば１００ｎｍ以下の程度の大きさにすることができる。
【０００３】
結像すべき構造が小さいこと、及び投影系の有限寸法及び他の限定要素から、特定の問題が発生する。たとえば、結像に使用される光の、鮮明な隅部の結像に必要である高周波成分は、部分的に投影対物レンズを通過することができず、したがって、結像に寄与することができない。さらに、構造単位で生じる散乱光は、非常に近接した構造の結像にある程度の影響を与える可能性があり、これは、非常に近接した構造に対する電界の複雑な相互作用をもたらす。これらの効果は、「光近接効果」と呼ばれる。生成された構造の場合、これらの効果により、生成された構造が、一般的にマスク上の構造の対応形状から逸脱する可能性がある。これらの効果は特に、隣接線の空間密度の関数としての望ましくない線幅変化を含み、その結果、半導体部品の信号処理速度が低下する可能性があり、また、線端部の短縮化（線端部短縮）を含み、したがって、当接した構造要素間の所望の接触が失われる可能性がある。
【０００４】
これらの問題を軽減する１つの寄与は、光近接効果の補正（光近接補正、ＯＰＣ）である。［光近接補正」は通常、リソグラフィ処理の上記非理想的特性を補償するために、マスク上の構造要素の形状を目標通りに変更する方法のことを言う。この場合、所望形状は、構成すべき物の上に得るべき構造要素について規定されて、限界形状寸法の再現性を向上させるために、マスク上の対応の構造要素が変更される。短縮化された線端部（線端部短縮）を補償するために、マスク構造の対応の線端部が槌形に広げられる。隅部の丸味を補償するために、セリフがマスク構造の対応の隅部に追加されるか、又は所望の理想的な隅部形状に近づけた形状を有する構造物隅部を生成するために、マスク構造の対応の隅部から取り除かれる。したがって、従来の［光近接補正」の役割は実質的に、構成すべき物の規定された所望の幾何学的構造の場合、構造を変化させるリソグラフィ処理のすべての影響を考慮に入れながら、所望の理想的な構造にできる限り近い実際の構造をもたらすマスク構造を見つけることである。
【０００５】
微細構造デバイスのマイクロリソグラフィ作製における処理窓がさらに小さくなっていることから、構成された物に所望の構造を確実に得ることができるマスク構造を計算して作製することは、ますます困難且つ高コストになってきている。したがって、従来の光近接補正方法もますます複雑になってきている。また、リソグラフィ処理の処理パラメータのわずかな変更が、所望構造の形状寸法に変化がなくても、所望構造用のマスクを変化させなければならないという影響を生じる可能性がある。これにより、リソグラフィ処理がますます高コストになるとともに、全体的により不安定になる。
【０００６】
米国特許第５，７０１，０１４号は、光近接効果によって感光コーティング材料内に生じるコントラストを単一の投影露光ステップで除去する、投影リソグラフィの方法及び装置を記載している。この目的のために、２つの開口部を有するフィルタを投影系の視野面の領域内に挿入する。開口部の一方が、結像に望ましい放射光であって、所望の構造を感光材料上に生じる放射光が通過するための開口部として機能する。逆放射光の何分の一かが他方の開口部を通過して感光材料上へ進み、それにより、光近接効果によって生じたコントラストを除去する。
【特許文献１】米国特許第５，７０１，０１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、リソグラフィ方法を変化した処理状態に適応させる場合の経費及びコストを減少させることができる光近接効果補正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は特に、この目的を達成するために、請求項１の特徴を有する方法を提供する。また、請求項１２の特徴を有する投影対物レンズとともに、請求項１９の特徴を有する光学フィルタ作製方法、及び請求項２１の特徴を有する光学フィルタも提供される。
【０００９】
有利な発展が、従属請求項に特定されている。特許請求の範囲（全請求項）の記載内容は、本願明細書の一部となる。
【発明の実施の形態】
【００１０】
本発明の一態様によれば、多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面及び像面間に配置した投影対物レンズにより、物体面上に配置されたパターンを像面上に結像するときの光近接効果の補正（光近接補正、ＯＰＣ）を行う方法が提供されている。本方法は、結像に使用される光の光学フィルタリングであって、物体面及び像面間に挿入された少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、パターンに適応させるとともに結像系のひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングに対応するＯＰＣフィルタ関数に従って実行される光学フィルタリングを含む。ひとみ面の近傍の空間解像透過フィルタリング、及び／又は視野面の領域での角度選択透過フィルタリングが、マスクのパターンによって引き起こされる回折次数の位置の考慮と合わせて使用され、それにより、ＯＰＣフィルタリングのために、回折次数の干渉によって発生した投影対物レンズの像面上の（又は露光基板上の）線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなる。
【００１１】
本発明のこの態様は、特に、パターンの異なった構造の部分パターンはそれぞれ、たとえば回折角の異なったスペクトル及び／又は回折効果の異なった方向及び／又は異なった散乱効果で表現されることができる異なった回折特性を有するという考察に基づく。このように、異なった部分パターンは、それらの異なった構造特性の関数として、ひとみ面の異なった領域を「見る」。ひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングに対応するＯＰＣフィルタリングがここで実行される場合、それぞれ異なった構造の部分パターンに対して、投影対物レンズの、一般的に各部分パターンで異なる、正確に適応した透過率を設定することが可能である。透過率分布は、光近接効果の補正（光近接補正）を少なくとも部分的に得ることができるように選択される。この特定パターン用ＯＰＣフィルタリングは、視野とは無関係に、すなわち、結像すべきマスク上の部分パターンの位置に関係なく、有効である。
【００１２】
ひとみ面の領域内に、ひとみ空間座標の関数として透過率が変化するＯＰＣフィルタを配置することが好ましい。代替又は追加として、ひとみ面にフーリエ変換される視野面の領域内での角度選択フィルタリングが可能である。この目的に適する光学フィルタリングの方法が、本出願人によるＤＥ１０２１８９８９Ａ１に記載されており、その開示内容はこの程度まで、参照によって本説明に援用される。
【００１３】
異なった部分パターンによって形成されたパターンを有するマスクを使用する場合、ＯＰＣフィルタの特定パターン用透過関数により、投影対物レンズがマスクの異なった部分パターン（たとえば、異なった線密度又は周期性を有する部分パターン）用に、異なるとともにそれぞれ適応した透過率特性を維持することを達成することが可能になり、それにより、露光中、特定パターン用の線量変化が効果的に行われる。それにより、たとえば、第１線密度を有する第１部分パターンを１回の露光中に第１線量で結像する一方、第１線密度から外れた第２線密度を有する第２部分パターンを、第１線量と異なる第２線量で同時に結像することが可能である。第１及び第２線量はそれぞれ、互いにほぼ無関係にＯＰＣフィルタリングで設定されることができ、それにより、第１及び第２部分パターンの両方を、少なくとも結像に寄与する放射光の強度に関してそれぞれ最適に適応した結像状態で結像することができる。
【００１４】
一般的に、異なった部分パターンは、間隔を置くか、又は間隔を置かないで、互いに隣り合って、又は互いに側方にずれて位置する。代替又は追加として、部分パターンが少なくとも一部の領域で、重なる、且つ／又は互いに食い込むことも可能である。
【００１５】
特に、ひとみ面の近傍の空間解像透過フィルタリング、及び／又は視野面の領域での角度選択透過フィルタリングが、マスクのパターンによって引き起こされる回折次数の位置の考慮と合わせて使用され、それにより、ＯＰＣフィルタリングのために、回折次数の干渉によって発生した投影対物レンズの像面上の、又は露光基板上の線幅の変化が、ＯＰＣフィルタリングを伴わない同じ投影対物レンズの場合より大幅に弱くなるように、特定パターン用の線量変化を最適化することができる。
【００１６】
一部の実施形態では、マスクの周期的な部分パターンの異なった格子定数Ｐに対して、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、マスク内に生じるすべての格子定数について、限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致するように、ＯＰＣフィルタ関数が設定される。限界値によって表される許容誤差は、製品によって決まる。たとえば、主にデータ転送速度に重点が置かれる論理回路の場合、限界値を１．５％未満にすることができる。大容量記憶装置（たとえば、ＤＲＡＭ）の場合、集積密度が決め手であり、ここでは、許容誤差が一般的により高く、たとえば、５％未満である。したがって、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５を維持することが好ましい。異なった格子定数の絶対値は、たとえば少なくとも２倍だけ互いに異なることができ、その差がより大きいことも多く、最大格子定数が、たとえば最小格子定数の少なくとも２倍、又は少なくとも６倍又は少なくとも８倍である。一般的な格子定数は、製品に対する依存性が高く、それらは、たとえば６０ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内、特に８０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内にある。
【００１７】
たとえば、これらの状態下で、８０ｎｍノードの周期的構造、すなわち、８０ｎｍの半ピッチの、又は格子定数Ｐ＝１６０ｎｍの構造を、４．８ｎｍ以下の線幅変化ΔＬＷ’で結像することが可能である。同様に、６５ｎｍノードなどの構造に対して線幅変化ΔＬＷ’≦３．９ｎｍにすることも可能であろう。周期的線構造の限界寸法の変化がこのようにわずかであることにより、特にＬＳＩメモリチップ、たとえば動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭｓ）の製造を、信頼性、記憶密度及び／又はアクセス速度に関して最適化することが可能である。異なった種類の集積回路の製造を改善することも可能である。
【００１８】
特定投影対物レンズによる特定パターンの結像にそれぞれ最適なＯＰＣフィルタ関数は、実験的に、たとえばパターンの結像時にそれぞれ異なったフィルタを使用し、それぞれ露光された基板を得られた線幅変化ΔＬＷ’に関して評価することによって決定されることができる。一方法では、適当なＯＰＣフィルタ関数は、分解工学によって決定される。フィルタ関数に従って光学フィルタリングを実行するための光学フィルタを作製するそのような方法は、
第１線密度の第１部分パターンと、第１線密度と異なる第２線密度の少なくとも１つの第２部分パターンとを有するパターンを定めるステップと、
多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面及び像面間に配置した投影対物レンズによる、物体面上に配置されたパターンの像面上への結像を計算するステップと、
結像に使用される光を光学フィルタリングするためのフィルタ関数であって、投影対物レンズのひとみ面の領域内の空間依存型透過フィルタリングに対応するフィルタ関数を定めるステップと、
パターンの回折次数の干渉によって発生する、投影対物レンズの像面での線幅の変化を決定するステップと、
フィルタ関数の段階的変化及び線幅の変化の反復決定によってフィルタ関数を最適化することであって、それにより、発生した線幅の変化が規定の限界値より低くなる最適化フィルタ関数（ＯＰＣフィルタ関数）を決定できるようにする、フィルタ関数を最適化するステップと、
最適化されたフィルタ関数に従って光学フィルタを作製するステップと、
を含む。
【００１９】
反復過程により、結像処理の「答え」は、そのような方法によって、生成された線幅に関して最適化される（ＣＤ応答）ことができ、たとえば、適当なモデル関数（たとえば、ｙ方向に定められた線に対する変数ｘに関する多項式）を変化させる。したがって、この方法で作成された光学フィルタは、特定マスクの回折特性、及び対応の投影対物レンズの結像特性の両方に適応したＯＰＣフィルタ関数を有し、それにより、投影対物レンズの像面上、又は露光基板上での特定パターンの線幅変化が、限界と見なされる閾値より小さくなる。
【００２０】
本発明はまた、そのような方法によって作製されることができる、又は作製されているか、別のやり方でＯＰＣフィルタリング用に特に適応させた光学フィルタ（ＯＰＣフィルタ）に関する。
【００２１】
ＯＰＣフィルタは、角度選択フィルタとして構成されてもよいが、ＯＰＣフィルタは好ましくは、投影対物レンズのひとみ面の領域内に挿入されるように適応させた透過フィルタとして構成され、その場合、透過フィルタの透過率が、ひとみ空間座標の関数として変化する。
【００２２】
一部の用例では、ＯＰＣフィルタが、非回転対称形透過率を有することが有利であろう。たとえば、透過関数は、光軸に関して２方向放射形対称性を有し、それにより、透過フィルタが１８０°又はその整数倍回転するときだけ、透過関数が実質的に不変であるようにすることができる。たとえば、透過フィルタは、楕円形透過関数を有してもよい。他の多方向放射形対称性、たとえば４方向放射形対称性も可能である。
【００２３】
一部の実施形態では、ＯＰＣフィルタは、完全透明と完全不透明との間に少なくとも１つの中間値がある透過率を有する。同時に、完全透明又は完全不透明の領域が存在してもよい。透過フィルタは、フィルタ有効領域内に複数の少なくとも３つの異なる透過率値を有する灰色フィルタとして構成されてもよい。透過率は、空間座標に応じて段階的に変化してもよい。一部の実施形態では、透過フィルタの少なくとも１つの部分領域内で、透過率が透過フィルタ上の位置とともに連続的に変化する。特に、放射方向に対して直角をなす少なくとも一方向において、透過率が連続的に変化してもよい。連続フィルタのように透過率が連続変化する場合、ＯＰＣフィルタの横方向に段差なく空間的に変化するように、透過率を調節してもよく、それにより、それぞれのひとみ座標に望まれる局所透過率の正確な調節が可能である。
【００２４】
一部の用例では、透過フィルタは、投影系の光軸に対して垂直な第１方向において一部又はすべてが互いに平行な向きにある線を有するパターンに適応させられ、その場合、透過フィルタは、光軸上に配置されるべき中央領域で最大である透過率を有し、透過フィルタの透過率は、透過フィルタの、マスクの第１方向に平行に並べられるべき第１方向においてひとみ座標全体にわたってほぼ一定であり、透過フィルタの断面全体にわたって変化する透過率が、結像すべき線に対して垂直に並べられるべき第２方向に存在する。
【００２５】
たとえば、透過率は、透過フィルタの中央領域から縁部に向かって、段階的又は連続的に減少してもよい。一部の実施形態では、第２方向での透過率の減少は、中央領域に関して対称的であり、それにより、透過フィルタの透過関数は、中央領域の中心に関して２方向放射形対称性を有する。他の実施形態では、第２方向の変化が非対称的であってもよい。
【００２６】
透過率の変化の量は変化してもよい。最大透過率及び最小透過率間の透過率の差は、たとえば最大透過率の５％を超える、又は１０％を超える、又は１５％を超えるであろう。最小透過率は、最大透過率の５０％を超える、たとえば最大透過率の６０％を超える、又は７０％を超える、又は７５％を超えるであろう。そのような場合、全光損失が比較的少ない一方、同時に、透過関数の大幅な補正が可能である。
【００２７】
多くの用例では、パターンが、第１線密度を有する第１部分パターンと、第１線密度と異なる第２線密度の線を有する第２部分パターンとを有するマスクが使用される。その結果、異なる構造を有する部分パターンは、互いにすぐ横に、側方にずれて位置するか、又は互い違いになる。
【００２８】
異なった線密度の周期的な線構造を有するそのようなパターンは、たとえば、動的ランダムアクセス半導体メモリ（ＤＲＡＭ）の製造に使用されることができる。たとえば、そのような場合、マスクの周期的な部分パターンの異なった格子定数Ｐに対して、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、パターン内に生じるすべての格子定数について、規定可能な限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致し、それにより、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５の条件が満たされるように、フィルタ関数を選択することができる。その結果、露光基板に生じた線幅の変化は、そのようなＯＰＣフィルタを使用しない露光の場合より大幅に小さいであろう。
【００２９】
上記種類のＯＰＣフィルタを投影対物レンズのひとみ透過率の微細調整に使用することができる。特に、ひとみ透過率をマスク（たとえば、レチクル）によって与えられるパターンに合わせることにより、パターン又は部分パターン内の隣接した線の空間密度に応じて発生する望ましくない線幅変化を閾値より低くすることができるであろう。
【００３０】
したがって、１つ又は複数のＯＰＣフィルタを使用することにより、第１投影対物レンズと、少なくとも１つの光学結像特性の点で第１投影対物レンズと異なる第２投影対物レンズとを、その少なくとも１つの光学結像特性に関して互いに合わせ、それにより、ＯＰＣフィルタのフィルタ関数を適応させる特定パターンに対して、第１投影対物レンズ及び第２投影対物レンズが実質的に同一の結像特性を有するようにすることができる。パターンに応じて、少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、第１投影対物レンズ及び及び第２投影対物レンズ用に実質的に同一のひとみ透過率を調整することにより、この適応を達成することができる。
【００３１】
さらなる態様によれば、少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、第２投影対物レンズを、その第２投影対物レンズとは別の光学結像特性を有する第１投影対物レンズに適応させたパターンを有するレチクルと合わせて使用することが可能になる。したがって、本発明の１つの態様は、第２投影対物レンズを、その第２投影対物レンズとは別の結像特性を有する第１投影対物レンズに適応させたパターンを有するレチクルと合わせて使用することであって、上記又は後述するようなＯＰＣフィルタを使用することにより、第１及び第２投影対物レンズの結像特性がその特定パターン用に互いに適応させられるようにして、使用することに関する。
【００３２】
本発明はまた、多数の光学素子、及び像面にフーリエ変換される少なくとも１つのひとみ面を物体面及び像面間に配置した投影対物レンズを使用して、物体面上に配置されたパターンを像面上に結像する方法であって、投影対物レンズの光学素子は、そのパターンの結像に適応しておらず、また、物体面及び像面間に挿入された少なくとも１つのＯＰＣフィルタにより、そのパターンに適応させたＯＰＣフィルタ関数に従って、結像に使用される光を光学フィルタリングすることによって、投影対物レンズをそのパターンに適応させ、それにより、ＯＰＣフィルタを有する投影対物レンズによってそのパターンを像面上に結像することができるようにする、方法に関する。好ましくは、ＯＰＣフィルタは、空間変化透過率を有する透過フィルタであって、透過フィルタは、ひとみ面の領域内でビーム路内に挿入される。
【００３３】
上記及びさらなるの特徴は、特許請求の範囲からわかる以外に、明細書及び図面からもわかり、個々の特徴はそれぞれ、本発明の実施形態及び他の領域において単独で、又は複数の小組み合わせの形で具現されることができるとともに、それ自体に特許性がある好都合な構造を構成することができる。本発明の例示的な実施形態を図面に示すとともに、以下により詳細に説明する。
【実施例】
【００３４】
図１には、半導体部品及び他の微細構造デバイスの作製に使用されることができ、真空紫外線（ＶＵＶ）領域又は遠紫外線（ＤＵＶ）領域の光によって最低１マイクロメータの何分の１かの解像度を得られるように働くマイクロリソグラフィ投影露光装置ＰＡが概略的に示されている。投影露光装置は、投影対物レンズＰＯの像面ＩＳの領域内に配置された感光基板Ｗを露光するように機能し、感光基板は、マスクＭのパターンの少なくとも１つの像を有し、そのパターンは、投影対物レンズＰＯの物体面ＯＳの領域内に配置されている。それは、主光源ＬＳから光を受け取って、マスクＭのパターンを照明放射光で照明する照明系ＩＬＬと、マスクＭ及び基板Ｗ間に配置された投影対物レンズＰＯであって、その物体面上に配置されたパターンＰＡＴを、物体面ＯＳに対して光学的に共役関係にある像面ＩＳ上に結像する投影対物レンズＰＯとを備える。
【００３５】
照明系ＩＬＬは、ひとみ成形ユニットＰＦを有し、このユニットは、多数の光学素子から構成されて、照明系のひとみ面ＰILL上に確定空間照明レベル分布、いわゆる［照明ひとみ」を設定する目的で働く。ひとみ面ＰILLは、照明系に考えられる下流のひとみ面とともに、投影対物レンズＰＯの像側ひとみ面ＰPOに対して光学的に共役関係にある位置に、又はその付近に位置し、それにより、投影対物レンズのひとみＰPO上での空間光分布は、照明系のひとみ面上での空間光分布（空間分布）によって決まる。さらに、照明系のひとみ面は、投影対物レンズの物体面ＯＳにフーリエ変換される平面上、又はそのようなフーリエ変換された平面に対して光学的に共役関係にある、またはそれと同等である照明系の表面上に位置する。したがって、マスクＭに当たる照明光の角度分布は、ひとみ成形面ＰILL上での照明レベル分布によって決まる。ひとみ成形面ＰILL上での照明レベル分布は、光学素子群Ｇによって、マスクに向けられる照明光に変換される。
【００３６】
照明系の構造原理は、たとえばＵＳ２００５／０１４６７０４に示されている照明系のアセンブリに対応することができる。他の構造も可能である。投影対物レンズは、屈折型、又は屈折／反射型（カタジオプトリック）又は純粋反射型（カトプトリック）構造であることができる。
【００３７】
簡略化した例の場合、マスクのパターンＰＡＴは、互いに隣り合って異なる部分パターンを有する２つの領域Ｉ及びＩＩを有する。部分パターンの各々は、同一線幅ＬＷI＝ＬＷIIの平行線からなるが、領域Ｉ内の周期長さＰIは、領域ＩＩ内の周期長さＰIIより短い。本明細書では、周期長さを格子定数又はピッチＰとも呼ぶ。
【００３８】
パターンＰＡＴの縮小像ＰＡＴ’を生じるための、投影対物レンズの像面ＩＳ上へのパターンＰＡＴの理想結像の場合、結像後でもすべての線の線幅が同一であって、像面又は露光基板上の線幅の絶対値ＬＷ’は、実質的に投影対物レンズの縮小率、たとえば４：１又は５：１に従って減少するであろう。しかしながら、従来の投影系の場合、上記状況はいわゆる近接効果を発生させる可能性があり、それは特に、隣接線の空間密度（又はピッチ）の関数としての望ましくない線幅変化（ＣＤ変化）も含むであろう。この効果が図１（ｃ）に概略的に示されており、それは、図１（ｂ）に示されたパターンＰＡＴの、光近接効果を補償しない場合の像を示す。露光基板上の、線密度がより高い（すなわち、周期長さがより短い）部分パターンＩの場合、互いにさらに遠く離れた位置にある領域ＩＩの線の場合より大きい線幅ＬＷI’が生じる。照明設定及び他の要因しだいで、比率が逆になり、線密度がより高い部分パターンが、露光基板上により小さい線幅ＬＷ’を生じることもある。
【００３９】
次に、図２及び図３により、この効果の幾つかの原因をより詳細に説明する。図２は、屈折投影対物レンズＰＯの一実施形態の長手方向断面を示し、これには投影対物レンズの幾つかの代表的なレンズだけが示されている。投影対物レンズによって生じた、物体面ＯＳ上に配置された物体側視野ＯＦの、像面ＩＳ上に位置する像側視野ＩＦ上への結像が、２本のビームで表されており、その一方（光束Ｂ１）は、光軸ＡＸ上に位置する物点から出るとともに、他方（光束Ｂ２）は、光軸から最も遠く離れた軸外し物点から出る。軸外し光束Ｂ２の、物体側及び像側でテレセントリックである本投影対物レンズの物体面ＯＳに対して実質的に垂直に出る光線ＣＲは、像の主光線（主要光線）であり、それが光軸と交差する点が、投影対物レンズのひとみ面ＰPOの軸方向位置を決定する。ひとみ面の付近に、ひとみの領域内のビーム断面を制限するとともに、像側に使用される開口数ＮＡを決定するための開口絞りＡＳが設けられている。それぞれの場合に物点から開口絞りの縁部まで進む光線は、ここでは「開口光線」又は「縁部光線」として知られる。
【００４０】
（実質的に等しい光路長と組み合わされた）さまざまな光線は、異なった幾何学的経路に及び、大きく変化する入射角で光学面に当たる。光軸に沿って、又は全長にわたって光軸に非常に近接して進む近軸光線は、光学高密度レンズ材料内での吸収を、主にレンズの縁部を進む光線より多く受ける。反対に、縁部光線の場合、特に大きい入射角が光学面上に発生し、その結果、一般的に、これらの光線の場合、光軸の近傍を進んで光学面を少なくともほぼ垂直に貫く光線の場合より大きい反射損失が発生することは明確である。したがって、特に、１つの同一物点から出る異なった光線は、投影対物レンズを通過するそれらの経路で異なった全透過率を「見る」ことはわかるであろう。この効果を本明細書では「アポディゼーション」と呼ぶ。
【００４１】
図３は、いわゆる「ひとみ透過率」ＴPによるアポディゼーションを表し、この場合、投影対物レンズの透過率が、正規化ひとみ座標ＰＫの関数として描かれている。破線Ａは、屈折投影対物レンズの場合のひとみ透過率の一般的な略回転対称形輪郭を示す。光軸の近傍（ＰＫ＝０）では、ひとみ透過率は比較的高い値を有し、これは、最初はまだ光軸からの半径方向距離の増加に伴って増大し、その後、光軸からの距離がさらに大きくなる場合、透過率はひとみの縁部の近傍で大幅に減少する。
【００４２】
投影対物レンズを通る異なった光線軌道で投影対物レンズの有効透過率がこのように大きく変化することは、結像品質に影響を与える可能性がある。これを、いわゆる「傾斜照明」を伴う投影露光処理について、図３によって説明する。この照明モードを設定するために、ひとみ成形ユニットＰＦの光学部品の適当な設定を使用して、照明系ＩＬＬ内に双極照明を設定し、これは、直径方向において光軸の対向位置にあって完全に光軸外にある、照明ひとみの２つの照明レベル最大点Ｍ１及びＭ２（図１）によって特徴付けられる。このように生じた照明光用の回折格子としてのパターンＰＡＴでは、比較的大きい格子定数（比較的大きいピッチ又は比較的小さい線密度）を有する領域ＩＩの回折角は、比較的大きい線密度（比較的小さいピッチ）を有する領域Ｉの回折角より小さい。０次回折「０」は、照明系のひとみ面ＰILL内の照明最大点の、本例の場合では約−０．７５の正規化ひとみ座標の軸外位置に従って、光軸外に位置する。この場合、照明レベル最大点の軸外位置は、比較的低い線密度の領域ＩＩに属する１次回折ｌIIが、光軸に関してほぼ対称的に、ひとみの反対側でＰＫ＝＋０．７５のひとみ座標に位置するように選択される。領域Ｉのより高い線密度は、比較的大きい回折角をもたらし、それにより、ひとみの最外縁部での対応の１次回折１Iは、ＰＫが約０．９５のひとみ座標に位置する。１次回折のこの縁部位置は、投影対物レンズの選択された開口数について、領域Ｉの比較的高い線密度が、投影対物レンズの解像度限界の近くに位置することを示す。
【００４３】
異なった回折次数はここで、ひとみ内のそれらの位置に対応した局所ひとみ透過率で透過され、それにより、露光線量用の異なった特定パターン値が、部分パターンについて生じる。ひとみフィルタリングを伴わない、曲線Ａで表された投影対物レンズの場合、０次回折及び対応の１次回折１IIに属する、ほぼ同一のひとみ透過率の値は、約ＴP＝０．９６の最大値の近傍にあるので、領域ＩＩの比較的粗い構造を比較的高い線量によって結像することができる。関連の特定パターン線量は実質的に、露光基板上での、回折次数に属する強度の合計Ｉ0＋ＩIIから生じる。反対に、より微細な部分パターンのひとみの縁部の近くに位置する、一次回折１I用のひとみ透過率は相当に低く、約ＴP＝０．９以下にすぎない。したがって、特定パターン線量（Ｉ0＋ＩI）は、比較的粗い構造用のものよりはるかに低い。本例の場合、これは、露光基板上の関連の線が、もっと離れた位置にある領域ＩＩの線の線幅よりはるかに大きい（又は小さい）線幅ＬＷI’を有することに寄与する。したがって、本説明に記載する線量の差は、露光基板上の限界線幅の大幅な変化（ＣＤ変化）を生じ、したがって、最適結像を生じない。本出願では、変化△ＬＷ’は、生じた線の最大線幅ＬＷ’MAX及び最小線幅ＬＷ’MIN間の差を所望線幅ＬＷ’に正規化することによって与えられる、すなわち、△ＬＷ’＝（ＬＷ’MAX−ＬＷ’MIN）／ＬＷ’である。他の定義も可能である。各リソグラフィ処理について、限界線幅の値（ＣＤ値）が目標値を中心にしてどの程度に変動しうるかを規定することが、一般的である。
【００４４】
ここに説明した発明の実施形態の場合、ひとみ透過関数の輪郭（図３）をマスクの、回折次数の位置によって特徴付けられたパターンに適応させるために投影対物レンズのひとみ面の近傍に導入されたＯＰＣフィルタＯＰＣＦ（図１及び図２）を使用し、それにより、問題になる構造領域全体に対して、関連の回折次数のひとみ透過率を互いに対して最適に設定し、それにより、ＯＰＣフィルタを備えていない光学系と比べて、ＣＤ変化を大幅に減少させるようにすることにより、強いＣＤ変化が防止されるか、少なくとも減少する。図３の例の場合、パターンの回折次数の位置を考慮に入れたとき、ひとみ面ＰPOの近傍の空間解像透過フィルタリングが、ひとみ透過関数曲線ＴPに影響を与え、それにより、結像された線幅の変化は、結像に寄与する部分パターン全体にわたって、ＯＰＣフィルタを備えない同一系の場合より大幅に小さい。ひとみ面ＰPOの近傍又はその上でビーム路内にＯＰＣフィルタを導入した後では、より粗い構造の領域ＩＩの０次回折及び１次回折１IIが、実質的に同一の透過率を持ち続ける。しかしながら、この時、透過率の縁部低下が大幅に減少するために、より高密度の構造の領域Ｉの一次回折１Ｉに属する透過率も、同程度の大きさである。個々の回折次数に属するひとみ透過率の値は、同一線幅であるが線密度が異なる個々の部分パターンの結像中、線密度に適応した異なる線量値が与えられるように、それぞれの場合に最適化され、それにより、部分パターン内の線が同一線幅であると同時に異なる線密度であっても、露光基板内の対応の線幅もそれぞれほぼ同一である。これは、結像された線幅の変化を減少させる。それにより、結像工程中に、比較的高い線密度で存在する線が、互いにもっと離れて位置するより粗い構造の領域ＩＩの線とほぼ同じ線幅を基板上に維持することを達成することが可能である。
【００４５】
図４及び図５は、光近接補正を行うための、投影対物レンズのひとみ面の領域内での空間依存型透過フィルタリングのさらなる例を示す。この例示的な実施形態では、投影光学系用のマスクのＯＰＣ最適化用の市販プログラムによって最適化されたマスクを利用しており、それにより、像側開口数ＮＡ＝１．２で、ひとみ成形面に環状照明を用いた液浸リソグラフィにより、異なった線密度のマスク領域に対して、それぞれ５０ｎｍの目標線幅が露光基板上に達成されるようにした。線格子の格子定数又はピッチを説明するパラメータＰ［ｎｍ］によって表されるように、マスクはそれぞれの場合に異なる線密度を有する１０個の領域を有した。マスクは、１３０ｎｍ〜１０００ｎｍの格子定数を有する領域を含んでいた。市販のＯＰＣプログラムを使用して、異なった線密度の各々についていわゆる「マスクバイアス」を計算した。「マスクバイアス」という用語はここでは、露光基板上に所望の限界線幅ＣＤ（又はＬＷ’）を設定するための、マスクの線幅の既知の計画的な「デチューニング」を説明する。（ピッチ又は格子定数Ｐ［ｎｍ］によって表される）異なった線密度についで、マスクバイアスＭＢの計算値［ｎｍ］を表１に示す。
【表１】
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【００４６】
当然の結果として、異なった線密度の領域では、この計算に基づいて生成されたマスクも同様に、計算されたマスクバイアス値に従って異なった線幅を有し、それにより、計算を実行した結像工程中、構造基板内のすべての線密度に対して５０ｎｍの同一目標線幅（目標ＣＤ）を得ることができるであろう。
【００４７】
次に、基準系ＲＥＦとして機能する外部系用に最適化されたマスクを使用して、例示的な実施形態用のＯＰＣフィルタを計算した。ここで、このマスクの結像は、例示的な実施形態の投影対物レンズによって計算され、露光基板上に生じた線幅ＣＤ（ＩＳ）を決定した。基準系ＲＥＦの、それぞれ図４のグラフの左側に示されたバーは、この投影工程で生じる線幅を示す。それから、例示的な実施形態の投影系の場合、別の投影系用に最適化されたマスクは、線密度に大きく依存する目標線幅をもたらさないが、基板上に得られた線幅は、線密度に依存し、所望の目標線幅（５０ｎｍ）から部分的に（約４％まで）強くずれる。ずれは、最も微細なパターン（ピッチ≦１４０ｎｍ）の場合、及び最も粗いパターン（ピッチ≧４５５ｎｍ）の場合に特に重大であり、パターンが微細になるほど、過度に小さい線幅になり、パターンが粗くなるほど、過度に大きい線幅になる。全体として、比較的大きい格子定数、又は比較的小さい格子定数のいずれを有するパターンがより大きい限界寸法を有するかを導き出すことができる一般法則はない。
【００４８】
ＣＤ値は、結像すべきパターンの構造によって決まる。マスクバイアス及び照明設定は、これらの条件に従って最適化される。
【００４９】
約２．５ｎｍまでの程度の大きさの残留誤差を補正するために、投影対物レンズのひとみ面ＰPOの領域内に設置すべき灰色フィルタについて図５に概略的に示された透過率輪郭を計算した。この透過フィルタは、すべての線が、投影系の光軸に対して垂直に延びるｙ方向に互いに平行に整列するパターンに適応している。フィルタは、光軸上に位置すべき中央領域（ＰＫ＝０の位置）に最大透過率（ＴOPC＝１）を有する。透過フィルタの透過率は、ひとみ座標全体にわたって、透過フィルタの、マスクのｙ方向に平行に並べられるべきｙ方向にＴOPC＝１（破線）で一定である。反対に、断面全体で変化する透過率（連続線）が、結像すべき線に対して垂直に並べられるべきｘ方向に存在する。このｘ方向に、透過率はフィルタの縁部に向かってベル形曲線関数のように連続的に減少し、ＴOPC＝０．８まで最大２０％だけそのように減少する。このＯＰＣフィルタ又はこのフィルタ関数を投影対物レンズのひとみ面の領域に導入すると、基準系用に最適化されたマスクを例示的な実施形態の投影対物レンズとともに使用することも可能であり、それにより、その上に位置するすべての線密度に対して、各々の場合に線幅ＬＷ’用に所望の目標値５０ｎｍを基板上に生じることができる（線幅変化ΔＬＷ’＝０、図４の網掛けバーを参照されたい）。
【００５０】
したがって、本例では、結像すべき線に対して垂直方向に約２０％だけひとみ透過率を変化させることにより、約２．５ｎｍの線幅誤差を補正することができる。そこから、フィルタ素子の透過率輪郭について、選択された線幅領域において約２％の正確度を与えられたとすると、残留誤差を０．５ｎｍ未満の値まで補正することができると予想することができる。
【００５１】
一般的に、目標線幅が小さくなると、露光基板上又は像面上の限界線幅の制御がそれだけより困難になる。適当な構造が与えられたとすると、ここに記載した方法を許容可能な経費で使用して、マスクの部分パターンの格子定数Ｐの３％未満又は２％未満の範囲内にある線幅変化を達成することができる。マスクの周期的な部分パターンの絶対格子定数Ｐが与えられたとすると、パターン内に生じるすべての格子定数Ｐについて、すなわち異なった線密度のすべての部分パターンについて、投影対物レンズの像面上の線幅の変化ΔＬＷ’が、規定可能な限界値Ｌ（ΔＬＷ’）より小さい、又はこの限界値と一致するように、ＯＰＣフィルタ関数を設定することができる。特に、Ｌ（ΔＬＷ’）≦Ｐ・０．０５の条件を満たすことができ、ΔＬＷ’／Ｐが３％より相当に小さい、たとえば２．５％や２％以下になることが可能である。
【００５２】
例示的な実施形態は、ＯＰＣフィルタリングにより、比較的低い装置費用で、特定の投影工程による結像用に最適化されているマスクを他の投影工程用に、また適当であれば、マスクの計算し直しや新たに作製する必要なく、他の投影対物レンズによる投影用にも使用することが可能であることを示す。したがって、本発明は、許容可能な経費で、投影対物レンズのひとみ透過率の微細制御により、異なった構造の結像の微細制御を行う可能性を与える。それにより、投影対物レンズの結像特性を考慮に入れながら、ひとみ透過率を結像すべき構造に適応させることにより、異なった構造のＣＤ均一性を確実に制御することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（ａ）は、マイクロリソグラフィ投影露光装置の概略を示す。（ｂ）は、結像すべきマスクの線パターンを示す。（ｃ）は、半導体ウェハ上に結像後の対応の線パターンを示す。
【図２】ひとみ面の近傍のＯＰＣフィルタを有する投影対物レンズの概略的な長手方向断面図。
【図３】ＯＰＣフィルタを備えない場合（破線）及びＯＰＣフィルタフィルタを備える場合（連続線）の投影対物レンズの正規化ひとみ座標ＰＫの関数としてのひとみ透過率ＴPの概略とともに、パターンのさまざまな回折次数の透過率に対する影響を示す。
【図４】ＯＰＣフィルタを備えない基準系ＲＥＦの場合、及びＯＰＣフィルタを備える投影対物レンズの場合の、投影対物レンズの像面上の規定パターンの線の限界寸法ＣＤの依存性をマスク上の線のピッチＰの関数として示すグラフ。
【図５】図４に示された線密度に依存する線幅変化を減少させるＯＰＣフィルタ関数を示すグラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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